一种基于肿瘤微环境重塑的仿生级联纳米反应器，用于精准释放CO并增强铜介导的化学动力学疗法

《Journal of Nanobiotechnology》：A Biomimetic cascade nanoreactor enabled by tumor microenvironment remodeling for precise CO release and enhanced cu-mediated chemodynamic therapy

　　

摘要

前列腺癌（PCa）是男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤。一氧化碳（CO）气体疗法和化学动力学疗法（CDT）已成为癌症治疗的替代方案。然而，由于肿瘤微环境（TME）内源性过氧化氢（H₂O₂）供应不足以及保护性谷胱甘肽（GSH）过表达，这两种方法的治疗效果均受到限制。在此，我们开发了一种生物仿生级联纳米反应器（DCM@MCuH@MnCO），用于协同结合CO介导的气体疗法与由GSH耗竭和H₂O₂自供给驱动的CDT。DCM@MCuH@MnCO是通过将铜-儿茶酚配位网络（CuH）和H₂O₂敏感锰羰基（MnCO）整合到介孔碳空心球（MCHS）中构建的，并进一步用肿瘤细胞膜（DCM）修饰其表面以增强其肿瘤靶向能力。纳米反应器中的CuH可由GSH的持续消耗触发解离，释放促氧化儿茶酚配体以产生H₂O₂，从而实现TME重塑。随后，MnCO按需分解并在原位释放CO，同时铜离子（Cu⁺）通过Fenton-like反应将H₂O₂转化为活性氧（ROS）。这些事件协同作用导致线粒体损伤，并在细胞内引发致命的ROS风暴，最终在体内外有效杀灭肿瘤细胞。本研究展示了CO疗法和CDT的显著前景，为高效治疗PCa提供了一种新颖而有前景的策略。

图形摘要

前列腺癌（PCa）是男性泌尿生殖系统最常见的恶性肿瘤。一氧化碳（CO）气体疗法和化学动力学疗法（CDT）已成为癌症治疗的替代方案。然而，由于肿瘤微环境（TME）内源性过氧化氢（H₂O₂）供应不足以及保护性谷胱甘肽（GSH）过表达，这两种方法的治疗效果均受到限制。在此，我们开发了一种生物仿生级联纳米反应器（DCM@MCuH@MnCO），用于协同结合CO介导的气体疗法与由GSH耗竭和H₂O₂自供给驱动的CDT。DCM@MCuH@MnCO是通过将铜-儿茶酚配位网络（CuH）和H₂O₂敏感锰羰基（MnCO）整合到介孔碳空心球（MCHS）中构建的，并进一步用肿瘤细胞膜（DCM）修饰其表面以增强其肿瘤靶向能力。纳米反应器中的CuH可由GSH的持续消耗触发解离，释放促氧化儿茶酚配体以产生H₂O₂，从而实现TME重塑。随后，MnCO按需分解并在原位释放CO，同时铜离子（Cu⁺）通过Fenton-like反应将H₂O₂转化为活性氧（ROS）。这些事件协同作用导致线粒体损伤，并在细胞内引发致命的ROS风暴，最终在体内外有效杀灭肿瘤细胞。本研究展示了CO疗法和CDT的显著前景，为高效治疗PCa提供了一种新颖而有前景的策略。

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